地基数据支持的MODIS气溶胶光学厚度反演研究
大气气溶胶在全球、区域气候变化和人类生活中有着重要作用。它影响地气辐射收支平衡，影响天气和气候变化，危害环境及人类健康，并且使卫星获取的遥感影像质量下降。因此，进行气溶胶研究是十分必要的。 在进行气溶胶反演前需要预设气溶胶模型，目前，气溶胶模型预设方式有两种：一是根据地区和季节从辐射传输软件中固有的几个气溶胶模型(大陆型、海洋型和城市型等)中选取；另一种是根据AERONET站点长期观测数据得到气溶胶光学参数，将气溶胶模型分为大陆型、尘埃型、非吸收型、中度吸收型、严重吸收型五种，然后根据地区和季节确定气溶胶模型，在我国除东部沿海全部被定义为中度吸收型。但是，气溶胶来源的复杂性及环境的变化性，使气溶胶组成在不断变化，所以，目前常用的这两种气溶胶模型选取方式都存在误差。本文根据地基测量数据，确定当地气溶胶物理性质，由此定义气溶胶模型，进行气溶胶光学厚度反演研究。主要内容包括： （1）MODIS数据预处理。通过校正公式将反射通道和发射通道灰度值转化为表观反射率和亮温值；并利用可见光和近红外波段云与植被、土壤、雪和水体等不同下垫面的光谱差异进行云检测，以减少云对气溶胶光学厚度反演的结果。 （2）气溶胶模型的确定。在珠三角地区，根据广东航空遥感试验获得的CE318数据，提取气溶胶粒子谱分布和复折射指数，进行珠三角地区气溶胶模型的自定义。在京津唐地区，根据AERONET站点数据研究2005—2007年京津唐地区气溶胶粒子谱分布特点，定义各个月份平均气溶胶模型。 （3）气溶胶光学厚度反演。根据浓密植被地区，可见光波段与近红外波段的地表反射率存在一定的线性关系，而随着波长增大，气溶胶影响减小的特点，确定红蓝波段地表反射率，实现地表信息与大气信息的分离。基于辐射传输模型，根据辐射传输理论，进行珠三角和京津唐地区气溶胶光学厚度反演研究。 （4）精度验证。在珠三角地区，以广东航空遥感大型实验数据对不同气溶胶模型的气溶胶光学厚度反演结果进行验证，认为该地区自定义模型较常用模型的反演结果更接近地基测量结果。在京津唐地区，以NASA的AERONET站点数据、我国气溶胶光学特性观测网等地基观测数据为真值，验证反演精度，认为大多数情况该方法得到的反演精度是可以接受的，部分点误差较大的原因包括：薄云的影响，气溶胶组分变化的影响，地基数据误差及尺度效应的影响等。
大气气溶胶;地气辐射;遥感影像;气溶胶模型;光学厚度反演
山东科技大学
硕士
摄影测量与遥感
孙林
2010
中文
X513;X87
74
2013-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）